Процессы внешней динамики

К геологическим явлениям, возникающим под действием внешних сил Земли, относят:

- выветривание;

- геологическую дея­тельность ветра;

- геологическую дея­тельность атмосферных, поверхностных и подземных вод;

- геологическую дея­тельность ледников, морей и озер;

- геологическую дея­тельность животных и растительных организмов.

В совокупности все процессы внешней динамики, или экзогенные процессы, производят большую разрушительную и созидатель­ную работу.

• Выветривание

Выветривание – процессы разрушения горных пород на земной поверхности под действием лучистой энергии Солнца, колебаний температу­ры воздуха, замерзающей в пустотах горных пород воды, кис­лорода, углекислоты, а также живых организмов.

Различают физическое, химическое и биологи­ческое выветривание.

В природе все указанные типы выветрива­ния проявляются одновременно.

Физическое выветривание.При данном типе выветривания горные породы раздробляются без изменения химического со­става.

Примеры:

♦ под действием изменяющейся температуры воздуха и прямого солнечного нагревания;

Минералы и горные породы при нагревании расширяются, а при охлаждении сжимаются. В результате периодически сменяю­щихся сжатий и расширений сцепление между их минеральными зернами ослабевает и тем больше, чем крупнее зерна.

Темные минералы нагреваются сильнее, чем светлые. В горной породе, состоящей из зерен различной окраски (скажем, в граните), сцепление между зернами ослабевает быстрее, чем в породе, со­стоящей из зерен одного цвета. Это объясняется тем, что зерна различного цвета и состава характеризуются различными объем­ными коэффициентами расширения.

Поэтому после длительного воздействия ко­леблющейся температуры вза­имное сцепление минеральных зерен породы нарушается, и она распа­дается на отдельные остро­угольные обломки.

Поскольку дневное тепло и ночная прохла­да не сразу, а постепенно про­никают в глубь горной породы, расширение и сжатие ее объема проявляются в большей мере на поверхности породы, и она шелушится.

Разрушению горных пород под действием сменяющихся тепла и холода способствует вода:

- во время ливневых дождей в пустынях сильно нагретые горные породы быстро охлаждаются и растрескиваются;

- при отрицательной температуре воздуха вода, замерзающая в трещинах и мелких пустотах горных пород, оказывает на их стенки давление до 200 МПа.

♦ механическая работа по разрушению горных пород различными роющими животными, в частности грызунами и корневой системой кустарников и деревьев;

♦ измельчение и разрушение горных пород че­ловеком (извлечение из недр Земли полезных ископаемых, сельское хозяйство).

Химическое выветривание.Представляет собой разрушение горных пород, сопровождающееся изменением их химического состава.

Разлагать любые горные породы способны:

- свободный кислород;

- углекислота;

- органически­е кислоты;

- ионы водорода.

Примеры:

♦ Интенсивному развитию химического выветривания способствует, прежде всего, усиленная диссоциация воды.

С действием влаги, обогащенной газами и органическими кис­лотами, связаны не только процессы растворения, но и гидро­лиз, окисление, восстановление, гидратация и другие более слож­ные процессы.

♦ При гидролизе происходит химическое разложение минера­лов и удаление отдельных элементов из их состава.

Рассмотрим процесс гидролиза на примере каолинизации алюмосиликатов. Каолинизацию орто­клаза при действии на него влаги воздуха и углекислоты схема­тически можно представить так:

К[AlSi₃O₈] + nН₂О + СО₂ = К₂СО₃ + 2H₂O ∙Al₂O₃ ∙ 2SiO₂ + SiO₂ ∙ nН₂О

ортоклаз поташ каолинит опал

Хорошо растворимый поташ уносит водный раствор. Выно­сится из породы в виде коллоидного раствора и водный кремне­зем (SiO₂ ∙ nН₂О). (Он отлагается на новом месте в виде опала.) В климатических условиях умеренного пояса на месте разруше­ния ортоклаза остается лишь нерастворимый в воде каолинит (2H₂O ∙Al₂O₃ ∙ 2SiO₂).

♦ Процессы окисленияособенно интенсивно протекают в мине­ралах и горных породах, содержащих закисное железо (FeO).

Так, в результате окисления и последующего гидролиза пирита образуется серная кислота.

♦ В тех случаях, когда по каким-либо причинам имеется недостаток свободного кислорода, развивается обратный окислению процесс восстановления, заключающийся в частичной или полной потере веществом содержащегося в нем химически связанного кислорода.

Например, в условиях болотной среды в результате недостатка кислорода окисные соединения железа переходят в закисные (FeO).

♦ Процессы гидратации заключаются во взаимодействии безводных соединений с водой. Гидратация обычно сопровождается увеличе­нием объема минерала или горной породы на 25%.

Например, при взаимодействии ангидрита с водой образуется более устойчивый гипс.

Биологическое выветривание.Интенсивность химического выветривания резко повышают находящиеся в верхних слоях зем­ной коры и на ее поверхности живые организмы.

Примеры:

♦ Растения не только способствуют разрыхлению горных пород, но и усваива­ют многие элементы питания, входящие в них. В дальнейшем под воздействием различных органических кислот начинается процесс химического разложения этих элементов.

♦ Нередко раз­рушительную работу в горных породах производят самые низко­организованные представители органического мира — бактерии. Они подготавливают основу для появления микрофлоры (гриб­ков), лишайников и мхов.

♦ Различные землерои (дождевые чер­ви, муравьи, термиты и др.), заглатывая рыхлые горные породы, пропуская их через кишечник и извлекая из них пищу, в зна­чительной степени изменяют химический состав этих пород.

В процессе выветривания возникают две основные группы продуктов:

1) подвижные, т.е. растворимые соединения, которые выносятся атмосферными водами в более глубокие слои земной коры или за пределы материнской породы;

2) остаточные, которые остаются на месте разрушения горной по­роды, так как являются устойчивыми для условий поверхност­ной зоны земной коры.

Остаточные продукты выветривания горных пород – элювий. Для элюви­альных отложений характерны рыхлость, отсутствие слоисто­сти и сортировки материала, постепенный переход к нижележа­щим материнским породам. В минеральном составе элювия пре­обладают наиболее устойчивые в зоне выветривания минералы — кварц, мусковит, ортоклаз и др.

Верхнюю часть земной коры, сложенную элювиальными про­дуктами выветривания, называют корой выветривания.

Нижней границейкорывыветривания принято считать уровень грунтовых вод. Выше этой границы условия для развития процессов вы­ветривания наиболее благоприятные: горные породы периодически смачиваются атмосферными осадками, в их порах и пусто­тах циркулирует воздух.

Образующиеся в процессе выветривания растворимые соеди­нения вместе с нерастворимыми частицами обычно вымываются поверхностными и грунтовыми водами в моря и океаны, где ча­стично или полностью осаждаются. Через продолжительный промежуток времени морские отложения в результате тех или иных геологических процессов становятся сушей и вновь подвер­гаются выветриванию. Такой совершающийся между сушей и океаном процесс обмена веществ называют большим геологиче­ским круговоротом. Он ведет к обеднению пород коры выветри­вания элементами зольного питания растений (Р, S, Ca, Mg, К и др.).

- выветривание: растворимые

соединения и нерастворимые частицы

- вымывание поверхностными

и грунтовыми водами

- осаждение в морях и океанах суша

• Геологическая деятельность ветра

Возникновение ветров связано с перемещением воздуха в верхних слоях атмосферы из мест высокого в места низкого давления. Основной причиной появления разности атмосферного давления на земной поверхности считают неравномерность ее нагревания и передачи тепла атмосфере.

В силу суточного вращения Земли, неравномерности распределения суши и моря, различия в рельефе земной поверхности и ряда других факторов воздуш­ные потоки разбиваются на отдельные кольца циркуляции.

В области экватора наблюдается полоса штиля с восхо­дящими движениями воздуха. К северу и югу от него в атмосфе­ре до высоты 2,5 км от поверхности Земли образуются пассаты – ветры, дующие в сторону экватора, а на высоте 2,5...3 км – ан­типассаты. В результате сезонных колебаний температуры воз­никают муссоны, дующие зимой в сторону моря, а летом – в сто­рону суши. Суточные колебания температуры вызывают бризы – ветры, дующие днем с моря, а ночью с суши.

Сложные перемещения воздушных масс и их взаимодействие еще более осложняются образованием гигантских воздушных вихрей – циклонов и антициклонов. В Северном полушарии цик­лоны вращаются против часовой стрелки, а антициклоны – по часовой стрелке. В центре циклонов наблюдается минимальное давление, а антициклонов – максимальное. При циклонах нагре­тый Солнцем и насыщенный влагой воздух спиралеообразно под­нимается вверх, а его место занимает холодный воздух, причем на высоту 10...15 км в секунду забрасывается до 500 твоздуха. С возрастанием высоты давление падает, нагретый воздух, рас­ширяясь, охлаждается, и влага, заключенная в нем, конденсиру­ется и выпадает в виде обильных осадков.

Геологическая деятельность ветра проявляется во всех кли­матических зонах, но особенно интенсивна она в условиях:

1) аридного климата, где испаряемость в 6...10 раз выше коли­чества выпадающих осадков;

2) скудного растительного покрова;

3) интенсивного физического выветривания, поставляющего материал для выдувания;

4) посто­янных ветров.

Таким образом, наиболее благоприятными для геологической деятельности ветра являются области пустынь и полупустынь, на долю которых приходится до 20% поверхности материков.

● Разрушительная деятельность ветра.Заключается:

- в выдува­нии частиц горных пород – дефляции;

- в механической обработке их поверхностей – корразии.

Дефляция и корразия всегда сопутствуют друг другу.

● Транспортирующая деятельность ветра.Выражается в пере­носе выдуваемого ветром материала на те или иные расстояния, за­висящие от его силы и размеров переносимых частиц. Ветер может уносить частицы разрушенной породы как во взвешенном состоянии, так и перекатывая по поверхности Земли.

Поступательная скорость ветра определяет и его силу. Ветер, движущийся со скоростью несколько десятков сантиметров в секунду, способен поднимать и уносить тонкую пыль. При скорости ветра 10...20 м/с переносятся частицы диаметром 1...5 мм в поперечнике. Ураганные ветры, скорость которых достигает 70 м/с, обладают огромной перенося­щей силой.

Громадные массы пыли поднимаются ветрами с пустынных и полупустын­ных поверхностей во время бурь и ураганов. Ураганные ветры Сахары уносят массу пыли на расстояние 2000...2500 км, иногда донося ее до пределов Русской равнины (Польши, ГДР, Дании).

Грубо- икрупнозернистые пески могут транспортировааться во взвешенном состоянии лишь при скорости ветра более 20 м/с. При скорости ветра менее 20 м/с пески только перекатываются по земной поверхности на небольшие расстоя­ния.

Ветры переносят также различные соли, что приводит к за­солению тех территорий (почв и грунтовых вод), на которых они оседают. Количество морских солей, выносимых штормовыми вет­рами с поверхности Мирового океана в атмосферу, достигает 27 млрд. т в год.

● Созидательная деятельность ветра.Материал, поднимаемый ветром, переносится на некоторое расстояние от областей деф­ляции и затем откладывается в виде своеобразных континенталь­ных отложений и характерных форм рельефа.

Например, в пустыне при малом количестве песка на равнинной пустынной поверх­ности формируются бугры правильной серпообразной формы – барханы. С наветренной стороны они имеют пологую, а с подветренной – крутую. Края бугров заносятся ветром, и с подвет­ренной стороны насыпаются «рога».

При одинаковой силе сезонных ветров противоположных на­правлений барханы и барханные цепи перестраиваются. Если же ветры какого-либо направления сильнее ветров других направ­лений, то они начинают перемещаться. В течение года небольшие барханы могут передвинуться на 30...40 м.

На морских побережьях господствуют ветры, дующие с моря на сушу. При этом намываемый движущийся песок задерживается редкой ра­стительностью и образует небольшой бугор, который затем растет в длину и в высоту. Так формируются песчаные бугры овальной формы – дюны. Они, так же как и барханы, имеют асимметричное строение.

Песчаные отложения, слагающие барханы и дюны, отличаются от других континентальных отложений перекрещи­вающейся либо пологой, либо крутой косой слоистостью. Такое их строение свидетельствует о многократной перестройке форм рельефа при изменении направления ветра.

• Поверхностные текучие воды

Под водами морей и океанов скрыто около ²/₃ поверхности Земли, или более 365 млн. км².

В результате нагревания солнеч­ными лучами этой огромной водной поверхности в атмосферу поднимаются в виде водяных паров сотни тысяч тонн воды. Мно­го воды испаряется непосредственно с земной поверхности.

Вод­ные пары образуют облака.

Достигая холодных слоев атмосферы, облака конденсируются и выпадают на Землю в виде различного рода осадков – дождей, снега, града и др. Количество ежегод­но выпадающих на Землю осадков составляет около 500 тыс. км³.

Часть осадков испаряется, много воды просачивается в почву или стекает по ее поверхности в пониженные места. Капли воды собираются в струйки, струйки – в ручейки, ручейки — в ручьи, ручьи — в реки. Чем обильнее количество выпадающих осадков, тем гуще речная сеть.

Разрушительную работу поверхностных текучих вод, не со­бранных в водотоки, называют плоскостным смывом.

Разрушительную работу поверхностных текучих вод, собранных в определенные русла – линейным размывом.

● Геологическая деятельность безрусловых потоков.Геологи­ческая работа, совершаемая при плоскостном смыве, тем за­метнее, чем:

- круче склон;

- податливее породы, слагающие склон;

- больше дождевой и талой воды стекает по склону.

Струи поверх­ностных вод, не собранных в определенные русла, постепенно смывают и переносят частицы пород с верхних крутых участков в нижние. Накопление осадков в ниж­ней части склона называют делювиальным процессом, а накоп­ленный в результате смывания рыхлый материал – делювием. Делювий – это самостоятельный генетический тип континен­тальных рыхлых отложений со слабовыраженной слоистостью. Он обычно обогащен щебнем, в его составе также преобладают супеси, суглинки и глины.

Сильно страдают от смыва распаханные склоны, особенно те, на которых еще не укоренились посеянные культуры. Для того чтобы предотвратить размывание почв, проводят различные агромелиоративные работы, придающие им определенную струк­туру. Во избежание размыва почв склоны следует распахивать перпендикулярно их наибольшему уклону.

Оврагообразование.В более чистом виде делювиальные про­цессы развиваются на плоских склонах, но при благоприятных условиях даже и на них отдельные дождевые струи, объединяясь между собой, образуют ручьи. Ручьи, обладающие большей живой силой, чем отдельные струйки, более интенсивно размывают горные породы. На борту временно действующего ручья возникает первоначально небольшая рытвина. При выпадении дождей она продолжает расти. Средняя часть рытвины расширяется, а нижняя по мере накопления осадков выполаживается. Так образуется овраг, отличающийся от рытвины значительно большими размерами. Поверхность, от которой начинает образовываться овраг,называют базисом эрозии.

● Геологическая деятельность рек. Реки представляют собой естественные, более или менее значительные и постоянные пото­ки воды, образующиеся на местности даже с незначительным уклоном.

Геологическая деятельность рек прояв­ляется главным образом в виде размыва дна и берегов и в пере­носе и отложении размываемого обломочного материала. В их верховьях обычно преобладает эрозионный процесс, в низовьях – перенос и отложение размываемого материала, в сред­нем течении эрозионная деятельность сочетается с переносом и отложением продуктов размыва.

Чем больше скорость и количе­ство воды в реке, то есть чем больше ее живая сила, тем интен­сивнее идет размыв.

Размыв дна реки приводит к углублению ее русла, а размыв берегов – к расширению долины.

Отложение переносимого реками обломочного материала на­зывают аллювиальным процессом, а откладывающийся материал – аллювием. Размеры и состав аллювиальных отложений зависят от скорости течения воды и характера размываемых реками горных пород.

Для аллювиальных отложений характерны: ясно выражен­ная, часто косая слоистость; преобладание галечников, гравия, песков, супесей, суглинков и реже глин; быстрая и значительная изменчивость как по простиранию, так и по мощности; пресноводная фауна; сравнительно незначительная мощность (20...60 м).

• Подземные воды

К подземным относят воды, находящиеся в недрах Земли в жидком, парообразном и твердом состоянии и заполняющие пре­имущественно поры, пустоты и трещины в горных породах.

Классификация подземных вод. В настоящее время единой классификации подземных вод не существует. Все действующие классификации основаны на самых различных принципах.

По происхождению подземные воды подразделяют на:

- инфильтрационные;

- конденсационные;

- ювенильные.

Основную роль в образовании подземных вод играют атмосферные осадки. Они проникают в толщу горных пород и накапливаются над водо­упорными горизонтами в виде инфильтрационных вод. ♦ Инфильтрационные воды – воды, образующиеся в результате проникновения атмосферных осадков в толщу горных пород и их накопления над водоупорными горизонтами.Количест­во инфильтрирующейся с поверхности Земли воды зависит от многих факторов: характера рельефа, состава, фильтрационной способности и трещиноватости поверхностных отложений, клима­тических условий и др.

На формирование подземных вод засушливых областей опре­деленное влияние оказывает влага, содержащаяся в атмосфер­ном воздухе. Например, при проникновении влажного воздуха в почву содержащийся в нем водяной пар конденсируется и накап­ливается в почве в виде конденсационных вод. ♦ Конденсационные воды – воды, образующиеся в результате проникновения влажного атмосферного воздуха в почву, последующей конденсации и накопления в почве содержащегося в воздухе водяного пара.

Инфильтрационные и конденсационные подземные воды, пе­ремещаясь внутри земной коры, пополняют запасы морей и рек. Испаряющаяся с поверхности морей и рек вода насыщает атмос­феру. Влага атмосферы выпадает на землю в виде различного рода осадков, которые проникают в толщу земной коры. Таким образом, инфильтрационные и конденсационные воды находятся в состоянии постоянного кругооборота, поэтому их называют блуждающими.

Часть подземных вод образуется из газов и паров, выделяющихся из расплавленной магмы и поднимающихся вверх по трещинам в земной коре, то есть имеет глубинное происхождение. Такие поды называют ювенильными.

По условиям образования подземные воды подразделяют на:

- почвенные;

- верховодку;

- грунтовые;

- межпластовые;

- артезианские.

По гидравлическим признакам подземные воды подразделяют на:

- ненапорные, со свободной поверхностью (грунтовые);

- напорные (артезианские).

В связи с тем, что условия залегания подземных вод в поясе насыщения литосферы предопределяют их генезис и все другие свойства, рассмотрим более подробно классификацию именно по условиям залегания.

Почвенные водыприурочены к почвенному слою и являются подвешенными, поскольку подстилающие поч­венный слой горные породы обычно воздушно-сухие. В областях избыточного увлажнения они бывают обычно обогащены органи­ческими веществами и имеют желтовато-бурый оттенок и запах гниющих растений и бактерий. Почвенные воды являются одним из элементов плодородия почв.

Ниже зоны почвенных вод часто располагается толща прак­тически сухих пород, содержащих воду в ничтожном количестве. Но если в этой толще имеются прослои относительно водоупорных пород, то во влажные сезоны года на них очень долго задерживается некоторое количество воды, называемой верховодкой.

Верховодкойназывают воды, располагающиеся ниже зоны почвенных вод в толще практически сухих пород и формирующиеся вследствие задержания некоторого количества воды на имеющихся в толще слоев водоупорных пород.

Грунтовые воды– это подземные воды, залегающие на пер­вом водоупорном горизонте. Они подпитываются инфильтрующейся и конденсирую­щейся атмосферной влагой. Глубина их залегания относительно невелика – 1...50 м. Режим грунтовых вод из-за сезонных кли­матических условий подвержен значительным колебаниям.

Кроме того, между выпадающими атмосферными осадками и уровнем и физико-химическими свойствами грунтовых вод су­ществует прямая связь. Например, в сухие сезоны количество грунтовых вод может сильно уменьшаться. Они могут даже пол­ностью исчезнуть.

Межпластовые водызалегают между двумя водоупорными толщами и не заполняют весь водоносный горизонт. Областью питания их служат иногда очень удаленные районы, где питаю­щий водоносный горизонт выходит на земную поверхность. Эти воды обычно не зависят от сезонных изменений количества осад­ков и испарения в данной местности и характеризуются постоян­ством режима.

Артезианскиезалегают между двумя водоупорными толщами, но в отличие от межпластовых насыщают весь водоносный горизонт и облада­ют определенным гидростатическим напором. Для артезианских вод характерны: способность образовывать восходящие источники, несовпадение областей питания с областями распространения, малая загрязненность и т. д. Поэтому эти воды имеют ряд преимуществ по вкусовым качествам, температуре и гигиеническим свойствам перед поверхностными и грунтовыми.

Температура и химический состав подземных вод. Неглубоко залегающие подземные воды испытывают такие же сезонные ко­лебания температуры, что и земная поверхность, но лишь с некоторым запаздыванием во времени.

Ниже идет пояс постоянных температур. Воды, залегающие в этом поясе, характеризуются неизменной температурой в течение всего года, равной среднего­довой температуре данной местности.

Воды, расположенные ниже пояса постоянных температур, име­ют температуру выше среднегодовой температуры местности, причем температура их тем выше, чем глубже они залегают. На глубокозалегающие воды воздействует тепло, поднимающееся из глубоких недр Земли.

В зависимости от температурного режима различают холодные (температура до 20°С), теплые (20...42°С) и горячие (более 42°С), или термальные воды.

- сезонные колебания температур подземных вод;

- пояс постоянных температур;

- температура подземных вод увеличивается с глубиной их залегания.

Подземные воды всегда содержат в том или ином количестве растворенные газы и соли. В виде примесей в их состав могут входить углекислый газ, сероводород, метан и другие газы, а также соли различных кислот иорганические вещества.

По степени минерализации В.И. Вернадский разделил все воды на пресные (сухой остаток до 1 г/л), солоноватые (1...10 г/л), соленые (10...50 г/л) и рассолы (50...550 г/л).

Минерализация водоносных горизонтов зависит от:

- степени растворимости и характера горных пород, встречающихся на пу­ти движения подземных вод;

- длительно­сти соприкосновения их с горными породами;

- температуры вод и наличия в них растворимых газов и солей;

- климата.

В областях с влаж­ным климатом они обычно пресные или слабоминерализованные. В засушливых областях, где в водоносные гори­зонты поступает мало атмосферной воды и ее запасы обновляют­ся медленно, эти воды более минерализованные, солоноватые, а иногда и соленые.

● Разрушительная деятельность подземных вод.В отличие от поверхностных текучих вод разрушительная работа подземных вод проявляется больше в химическом разрушении и выщелачивании горных пород, чем в их механическом размыве. Особенно большой разлагающей и растворяющей силой обладают воды, обогащенные кислородом, углекислотой, различными органическими и неорганическими веществами.

§ Совокупность геологических явлений, сопровождающихся частичным растворением и размывом горных пород с образова­нием в них крупных ходов и полостей, называют карстовыми явлениями, а области, где распространены такие явления, - карстовыми.

Весьма интенсивно карстовые явления развивают­ся в породах карбонатного состава – известняках, доломитах, гипсах и ангидритах. Эти породы выщелачиваются как на по­верхности, так и на глубине.

Характерная особенность подземных водотоков в карстовых областях – подчинение не только действию силы тяжести, но и закону сообщающихся сосудов. Вода, протекающая вдоль трещин в толще известкового массива, постепенно размывает их до раз­меров крупных полостей. Трещины сливаются между собой и не­редко создают как бы систему главного подземного водотока.

§ Разрушительная деятельность подземных вод выражается также в образовании оплывин, оползней по склонам рек, озер и морей.

Оплывиныпредставляют собой мелкие смещения, захватывающие только верхнюю, выветрелую часть скло­нов возвышенностей, бортов долин и т. п. Оползают обычно суглинки и супеси по глинам и тяжелым суглинкам, пески по глинам и супесям. Нередко оплывины приводят к гибели травя­ного покрова, культурных насаждений, к образованию так назы­ваемого пьяного леса и т. д.

Оползни – это смещения более крупных по срав­нению с оплывинами масштабов. Они возникают на склонах воз­вышенностей, по берегам рек, озер и морей, сложенных рыхлы­ми породами, слои которых залегают с наклоном в сторону откоса, и особенно часто при наличии в основании этих пород водоупорного слоя, обнажающегося на откосе. При выходе над водоупорным слоем родника поверхность его несколько пони­жается из-за растворения и механического выноса мелких ча­стиц подземными водами и равновесие вышележащей массы горных пород нарушается. Они начинают скользить по смочен­ной поверхности водоупорного ложа.

Способствуют образованию оползней землетрясения, сильные дожди, увеличивающие массу толщи лежащих над водоупорным слоем горных пород, подмыв склона рекой или морским прибоем, инженерная деятельность человека без учета природных условий.

Основными предупредительными мероприятиями по борьбе с оплывинами и оползнями являются перехват и отведение поверх­ностных и подземных вод от участков, подверженных этим явле­ниям, а также технически правильное проведение земляных работ, выполаживание подножия склонов, возведение подпорных стенок в сочетании с дренажем.

● Созидательная деятельность подземных вод.

♦Растворяющие горные породы подземные воды насыщаются минеральными со­лями и теряют способность к дальнейшему растворению. Соли начинают выпадать из водного раствора, причем в первую оче­редь осаждаются наиболее труднорастворимые вещества.

Например, под­земные воды, растворяющие породы карбонатного состава, обра­зуют нестойкие соединения бикарбоната кальция Са(НСО₃)₂. Эти соединения при испарении водного раствора и потере на СО₂ откладываются в виде минерала арагонита. Условия карстовых пещер способствуют выпадению бикарбоната кальция из проса­чивающихся в них подземных вод. На стенках пещер появляют­ся натечные корки различной мощности, а посередине них столбообразные натеки – сталактиты и сталагмиты. Сталакти­ты по форме напоминают ледяные сосульки. Они свисают с потолка пещер. Сталагмиты растут с их дна. Сталактиты и сталагмиты срастаются в колонны и подпирают потолок пещер. Карстовые полости постепенно заполняются этими образования­ми, то есть цементируются.

♦ Отложение минеральных солей в трещинах и пустотах гор­ных пород может происходить и при понижении температуры подземных вод в результате перемещения их из глубоких недр Земли в верхние слои литосферы.

Если процесс отложения солей продолжается в течение длительного промежутка времени, то все поры и пустоты в горных породах могут быть заполнены минеральным веществом. Так пески превращаются в песчаники.

Из остывающих подземных вод, богатых кремнекислотой, выпадают кремнистые туфы (гейзери­ты). В местах выхода на земную поверхность насыщенных угле­кислотой подземных вод откладываются углекислая известь виде известкового туфа – травертина, а насыщенных соедине­ниями железа – большие массы бурого железняка.

♦ Движущиеся в земной коре воды переносят разнообразные минеральные соединения из одних участков в другие и тем са­мым способствуют миграции минеральных масс в земной коре.

• Геологическая деятельность морей и океанов

Моря и океаны занимают около 361 млн. км², или 70,8% всей земной поверхности. Эта громадная масса воды находится в непрерывном движении и поэтому выполняет чрезвычайно большую разрушительную и созидательную работу. На протя­жении длительной истории развития земной коры моря и океаны не раз меняли свои границы.

Средняя соленость морской воды составляет 3,5%, то есть в 1 л ее растворено 35 г раз­личных солей, из них на долю хлористого натрия приходит­ся 78,32%, хлористого маг­ния – 9,44%, сернокислого магния – 6,4%, сернокислого кальция – 3,94%, хлористого калия – 1,6%, углекислого кальция – 0,04%, кремнезе­ма – 0,009%. В ничтожных ко­личествах в морской воде со­держатся бром, йод, марганец, цинк, свинец, медь, золото. В ней также растворены газы, глав­ным образом углекислый и кислород.

На дне океанов выделяют три морфологические области, каждой из которых свойственна особая геологическая деятель­ность:

1) материковая отмель, или шельф: глубина воды в пре­делах нее составляет 0...200 м, занимает площадь около 7,6% общей площади Мирового океана (представляет собой подводную окраину материков, погру­женную под воду);

2) материковый склон: глубина воды – 200...2500 м, занимает площадь около 15% площади Мирового океана, для нее характерен довольно большой (3,7...7,5°) уклон дна в сторону ложа Мирового океана (рельеф крайне неровен, усложнен оплывинами и оползнями);

3) ложе: глубина воды – более 2500 м, занимает площадь около 77,4% всей площади Мирового океана.

Геологическая деятельность моря главным образом сводится к разрушению горных пород берегов и дна, переносу (транспортировке) обломочного материала и отложению осадков, из кото­рых впоследствии образуются осадочные горные породы мор­ского происхождения.

● Разрушительная деятельность моря. Разрушение берегов и дна в результате геологической деятельности моря называют абразией.

Абразия особенно ярко проявляется у обрывистых берегов при больших прибрежных глубинах. Это обусловлено значительной высотой волн и большим их давлением.

Усиливают разрушительную деятельность морских волн насыщающие их обломочный материал и мириады пузырьков воздуха.

В ряде случаев разрушению берегов способствуют морские приливы и отливы.

● Транспортирующая деятельность моря. Морская вода пере­носит вещества как в коллоидном и растворенном состоянии, так и в виде механических взвесей. Более грубый материал она волочит по дну.

Различа­ют два типа перемещений рыхлого материала:

- поперечное (пер­пендикулярно линии берега);

Поперечное перемещение рыхлого материала является след­ствием того, что идущая к берегу морская волна обладает боль­шей энергией, чем уходящая от него. Крупнообломочный мате­риал, принесенный к берегу, не возвращается на свое прежнее место. В отличие от крупнообломочного песчаный материал может возвратиться с волной, идущей от берега, в просторы моря и переместиться иногда на значительное расстояние. Таким образом происходит естественная сортировка материала: круп­нообломочный остается у берегов, а песчаный – вдали от них.

-продольное (параллельно берего­вой полосе).

Скорость продольного перемещения обломочного материала зависит от угла подхода волн к берегу. Она будет максималь­ной при угле между фронтом волны и линией берега, близ­ком к 45°.

Процесс перемещения обломочного материала можно пред­ставить в следующем виде (рис.). Волна I-I набегает на берег под косым углом. В том же направлении перемещается галька, но при откатывании волны под действием силы тяжести она изменяет направление движения и скатывается в море перпендикулярно линии берега. Подхваченная очередной волной, галька снова движется под уг­лом к берегу, а при ее откатывании – вновь перпендикулярно к нему и т. д. В результате многократных накатыва­ний волн возникает зигзагообразное, но в целом поступательное перемещение обломочного материа­ла вдоль берега моря.

I

I

2 1 – направление ветра;

2 – линия берега.

Перенос ветровыми волнами придонного материала наблю­дается до глубины 10 м, на больших глубинах он возможен толь­ко при очень сильных бурях.

● Созидательная деятельность моря. В области шельфа обло­мочный материал откладывается как у самого берега, в волноприбойной полосе, так и вдали от него – на всем пространстве мелкоморья.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: